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0897132人目の素数さん
2005/10/05(水) 16:13:22求める放物線の方程式を y=f(x) とし、f(x)の2次の項の係数を a とする。
これと y=x^2 との交点のx座標をα、β(≠0)とすると
f(x)-x^2=(a-1)(x-α)(x-β) ・・・(1) と表せる。
一方、接線が直交することより f'(α)=-1/(2α) , f'(β)=-1/(2β)
が成り立つが、これは
xf'(x)+1/2=2a(x-α)(x-β) ・・・(2)と表せることに他ならない。
(1)、(2)は両辺がxの2次式なので、任意の実数xに対して成り立つが
そのとき、明らかに a≠0,1 である。
(1)、(2)よりα、βを消去し、f(x)をyに置き換えると
(a-1)(xy'+1/2)=2a(y-x^2)
変形して
{yx^(-2a/(a-1))}'=-{2a/(a-1)}x^{-(a+1)/(a-1)}-(1/2)x^{(-3a+1)/(a-1)}
両辺を積分して、x^{(2a)/(a-1)} をかけると
y=ax^2+(a-1)/(4a)+Cx^{(2a)/(a-1)} (Cは任意定数)
2a/(a-1)=0または2 となることはなく、2a/(a-1)=1 のとき a=-1 である。
以上まとめて、求める放物線の方程式は
y=-x^2+Cx+1/2 (Cは任意の実数) または y=ax^2+(a-1)/(4a) (a≠0,±1)
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